成果名称: 高性能、多品种稀土离子激活长余辉材料合成及产业化
完成单位: 广东省稀有金属研究所
主要人员: 丁建红,李许波,傅汉清,张震,李琼瑛,王灵利,倪海勇,张秋红
介绍:

    1、课题来源与背景。 随着稀土长余辉材料及其应用发光领域技术的不断发展,长余辉材料的用途越来越广泛,尤其是近年来在发光纤维、发光油墨、发光陶瓷等方面的需求越来越多。但长余辉材料在不同的应用领域仍存在吸光偏慢、发光颜色单一,粉体颜色种类不够齐全,颗粒分布偏宽等诸多方面的不足。针对技术方面的这些不足,广东省稀有金属研究所采取自行投资的方式,立此项目“高性能、多品种稀土离子激活长余辉材料合成及产业化”,该项目属于自选项目,实际投入资金500万元。

     2、技术原理及性能指标。 技术原理:采用第一性原理计算,分析稀土长余辉材料能带结构、能带间隙以及态密度,找到调控陷阱能级的方法。根据理论计算结果,采用Si、N、碱土离子(Ca、Ba)的基质组份调控以及稀土激活离子(Ho3+、Y3+、Dy3+)共激活等技术,提高长余辉发光粉对短波、长波的吸光能力,增强稀土长余辉发光粉初始发光亮度和余辉亮度。 性能指标: 成份 Sr2MgSi2O7:Eu,Dy Sr4Al14O25:Eu,Dy CaAl2O4:Eu,Nd SrAl2O4:Eu,Dy 发射主峰/nm 464 490 440 520 粒度分布/µm D10 4.15 7.15 6.63 10.72 D50 23.28 28.02 28.82 27.36 D97 62.5 62.79 7.17 57.12 余辉亮度(mcd/m2) 10min 286.05 368.83 21.4 550.68 60min 46.87 57.14 3.61 80.34

    3、技术的创造性与先进性: (1).采用Si、N、碱土离子(Ca、Ba)的基质组份调控以及稀土激活离子(Ho3+、Y3+、Dy3+)共激活等技术,改变长余辉材料的能带结构及陷阱能级,提高长余辉发光粉对短波、长波的吸光能力,得到了制备不同发光特性、余辉特性和色度值材料的最优配方,解决了长余辉发光材料初始亮度与余辉亮度、粉体粒度与体色之间的对立关键技术,促进了长余辉材料在不同应用领域中的应用; (2).开展长余辉材料高温合成工艺和气流粉碎分级技术研究,优化、解决了产品批次间稳定性及粒度分布宽的共性关键技术难题。

    4、技术的成熟程度,适用范围和安全性: 通过该项目的实施,开发出4个系列30多个品种具有不同陷阱能级、不同发光颜色、不同体色的系列长余辉材料,突破了规模化生产稳定性关键技术,已建成了年产100吨稀土长余辉生产线,生产的产品适用于消防、交通标志、塑胶、陶瓷、油墨、发光纤维等应用领域,具有安全、无毒、环保、无放射性的特点。

    5、应用情况及存在的问题: 应用情况:通过该项目的研究,提升了稀土长余辉材料的研究与产业化技术水平,极大地拓展了我国稀土长余辉发光材料产品的应用领域。目前该产品已应用于消防、交通标志、塑胶、油墨、陶瓷等应用领域,产品已出口到美国、德国、韩国、荷兰等国家,得到了客户的好评。 存在的问题:随着稀土长余辉材料应用领域的不断扩大以及应用技术的提高,原有的国家标准不能覆盖全部产品,造成各厂家的产品质量参差不齐,不能很好地指导下游客户的应用,急需要对国家标准进行修订。

    6、历年获奖情况: 2015年,“高性能稀土发光材料研制与应用”,广东省科技进步二等奖; 2012年,“高效节能荧光灯用的高性能、低成本稀土荧光粉产业技术”,中国有色金属工业协会科学技术三等奖; 2013年,“高效节能荧光灯用的高性能、低成本稀土荧光粉产业技术研究”,广州市科学技术三等奖。

批准登记号:
登记日期: 2019-06-27
研究起止时间: 2012-03-01至2015-05-30
所属行业: 科学研究和技术服务业
所属高新技术类别: 新材料
评价单位名称: 中国有色金属工业协会
评价日期: 2017-08-21